آشنايي با سامانه هاي صوتي پيشرفته
نويسنده: هادي طهماسبي
فناوري هاي نوين تأثير شگرفي در زندگي بشر داشته و موجب ابداع، اختراع و توليد دستگاه هاي برقي، الکترونيکي و رايانه اي بي شماري شده است.
امروزه اين دستگاه هاي جديد با استقبال گسترده مردم روبه رو شده و به عنوان لوازم اوليه و ضروري زندگي در اکثر خانه ها وجود دارد.
از جمله محصولات جديد که با اقبال عمومي مواجه شده و به ويژه در بين جوانان، علاقه مندان فراواني دارد، دستگاه هاي پخش موسيقي و صوت است. جوانان علاقه مند به اين دستگاه ها غالباً ترجيح مي دهند که نواهاي مورد نظر خود را با کيفيت بالا و با استفاده همزمان از چندين بلندگو بشنوند. صدا در صنعت سينما نيز نقشي اساسي دارد و دست اندرکاران توليد فيلم مي کوشند در توليد فيلم از فناوري هايي استفاده کنند که امکان توليد صدايي با کيفيت تر و مطلوب تر را دارد. پخش فيلم با صداي دالبي يکي از کاربردهاي رايج اين نوع محصولات است. کيفيت بالاي دستگاه هاي صورتي به نواي موسيقي و آهنگ نوازندگان ارکستر و يا حتي تک نوازي و تک خواني نيز طنين دلنشين تري مي دهد.
در مقاله اي که پيش رو داريد توان الکتريکي در دستگاه هاي پخش صوت و نحوه پردازش و توليد سيگنال صوت و عملکرد آنها هنگام پخش از جهت فني بررسي و تحليل شده است.
اين ارتعاش ها به صورت سينوسي به وجود مي آيند و به همان حالت سينوسي نيز در هوا بين مولکول ها جابه جا مي شوند.
به تعداد اين ارتعاش ها (نوسان ها) در يک ثانيه، "فرکانس" مي گويند و با واحد "هرتز" بيان مي کنند.
صوت مي تواند از صفر تا بي نهايت ارتعاش در ثانيه داشته باشد
به بيان ديگر بازه فرکانس صوت کران بالا ندارد اما از پايين به صفر محدود مي شود در عين حال خودِ مقدارِ صفر را هم نمي تواند اختيار کند (صدايي با فرکانس صفر يعني سکوت).
چون حرکت صوت در هوا ماهيت سينوسي دارد پس از مدار پخش کننده هاي موسيقي بايد يک تقويت کننده سيگنال هاي سينوسي باشد که بتواند صدايي سينوسي و قوي در هوا توليد کند.
صدا در هوا با لرزش و ارتعاش مولکول ها ايجاد مي شود و حرکت مي کند اما در مدار الکترونيکي صدا به صورت سيگنال هاي متناوب توليد مي شود و نوسان در ولتاژ سيگنال باعث ايجاد جريان الکترونيکي و در نهايت ايجاد صوت مي گردد. براي دانستن اينکه اين نوسان ولتاژ و جريان چگونه به صدا تبديل مي شوند، بايد ساختار بلندگوها را بشناسيم.
بلندگو از يک آهن رباي دائم، يک سيم پيچ در مجاورت آهن ربا و پرده ديافراگم تشکيل شده است که متصل به سيم پيچ بوده و با ارتعاش سيم پيچ مرتعش مي شود. اين ولتاژ متناوب، با قرار گرفتن در دو سر بلندگو موجب عبور جريان از سيم پيچ مي شود و با عبور جريان از سيم پيچ ميدان مغناطيسي حول سيم، ايجاد مي شود.
طبق قانون اهم اگر به دو سر رسانايي با مقاومت معلوم ولتاژ اعمال شود از آن جرياني معادل خارج قسمت تقسيم ولتاژ بر مقاومت رسانا مي گذرد. در مبحث توان الکتريکي، قدرت جريان دهي منبع و جريان کشي مصرف کننده مطرح است. هرچه اين جريان کشي (به
نسبت دامنه سيگنال و اهم سيم پيچ) در بلندگو بيشتر باشد ميدان مغناطيسي شديدتري در بلندگو ايجاد مي شود که در تقابل با ميدان آهن ربا ارتعاش شديدتر سيم پيچ و پرده را به دنبال خواهد داشت و صداي خروجي بلندتري خواهيم شنيد.
در اين حالت و در صورتي که مقدار مقاومت سيم پيچ و توان بلندگو کمتر از قدرت خروجي دستگاه باشد، در زمان بالا بودن حجم صداي خروجي بلندگو در پخش تمام سيگنال خروجي ناتوان خواهد شد و قسمتي از سيگنال سينوسي صوت برش مي خورد که اين موضوع در وهله اول از کيفيت صدا مي کاهد و در صورت ادامه يافتن و بالاتر رفتن حجم صدا مي تواند موجب سوختن سيم پيچ شود.
اگر يک بلندگوي قوي انتخاب شود سيگنال هم بايد دامنه لازم را براي تأثير گذاري مطلوب بر بلند گو داشته باشد. براي اين کار مدار تقويت کننده بايد مقاومت خروجي کم و بهره تقويت بالايي داشته باشد. مقاومت خروجي کم براي قدرت جريان دهي بالاتر مناسب است چون جريان بيشتري از آن عبور مي کند و بالعکس.
حال که با ماهيت صوت در هوا و مدار الکترونيکي و نحوه انتخاب و طراحي بلندگو و تقويت کننده صوتي آشنا شديم عملکرد مدار و بلندگو حين پخش موسيقي را بررسي مي کنيم.
گفته شد که براي پخش صدا از بلندگو، سيگنالي با دامنه و فرکانس مناسب از مدار به بلندگو مي رسد و بلندگو آن را به صوت تبديل مي کند. اين موضوع هميشه در عمل به همين راحتي اتفاق نمي افتد چون بلندگو و مدار در فرکانس ها و دامنه هاي خاص، عملکردي خاص پيدا مي کنند که شايد چندان مطلوب نباشد. به عنوان مثال ممکن است بلندگو هنگام پخش با صداي بلند به خِر خِر بيفتد و يا هنگام پخش بِيس (کوبِ صدا) احساس شود که در اين حالت لحظه اي صدا خورده مي شود و يا لامپ هاي کوچک تعبيه شده روي سيستم ها همزمان با صداي بِيس چشمک مي زنند. در حالتي ديگر ممکن است مدار يا بلندگو اصطلاحاً بسوزد. دانستن دلايل اين مسايل مي تواند در نحوه استفاده ما از اين دستگاه ها مؤثر باشد. قبل از پرداختن به اين مطالب مختصري درباره تقسيم بندي فرکانسي در موسيقي بدانيم.
در دستگاه هاي قديمي براي پخش فرکانس هاي مختلف موسيقي از يک بلندگو استفاده مي شد. ولي امروزه فرکانس ها را براي پخش و طراحي بلندگوي خروجي به سه دسته فرکانس هاي بالايي مياني و پاييني تقسيم مي کنند.
منظور از فرکانس مياني همان محدوده فرکانسي است که صداي انسان در آن قرار دارد. صدايي که نه زير است نه بم و تمام بلندگوها و اسپيکرها و ساير ادوات خروجي صدا توانايي پخش آن را دارند.
فرکانس هاي بالايي همان صداي تيز و زيري (تريبل) است که در اکثر شاخه هاي موسيقي به ويژه موسيقي هاي تکنو استفاده مي شود. با توجه به اينکه کران بالاي شنوايي انسان به فرکانس 20 هزار هرتز مي رسد ولي تريبل به حدود 10 هزار تا 15 هزار هرتز که در اکولايزرها نيز وجود دارد، اطلاق مي شود و چون فرکانس اين گونه صداها خيلي بالاتر از فرکانس اصوات معمولي است براي ارتقاي کيفيت و جلوگيري از تداخل اصوات از خروجي جداگانه استفاده مي شود.
کران پايين بازه شنوايي 20 هرتز است ولي در تنظيم اکولايزرها حداقل فرکانس به 100 هرتز محدود مي شود. به اصواتي که در اين حدود فرکانس قرار دارند بِيس و يا کوبِ صدا مي گويند که صدايي فوق العاده بم هستند و در صورتي که براي پخش اين فرکانس بلندگويي جدا در نظر گرفته نشود تداخل و افت کيفيت صداي خروجي کاملاً ملموس خواهد بود.
چون اگر تمام فرکانس ها با دامنه يکسان پخش شوند در عمل صداي کوب شنيده نخواهد شد لذا براي پخش بهتر دامنه ها را متفاوت ايجاد مي کنند. يعني دامنه صداي تريبل، صداي خواننده و کوب در يک محدوده قرار نخواهد گرفت. معمولاً دامنه صداي کوب را بالاتر در نظر مي گيرند تا هنگام پخش تمام صداي خروجي را تحت الشعاع قرار دهد و به گوش شنونده هم زيباتر به نظر برسد. شايد براي شما هم پيش آمده باشد که وقتي در حال شنيدن آهنگي هستيد و صداي دستگاه را زياد مي کنيد منبع تغذيه به تدريج داغ شود و يا لامپ کوچک روي دستگاه هنگام پخش کوب صدا (بيس) با ولوم زياد، به خاموشي نزديک مي شود و يا پس از پخشِ کوب، حالت سکوت ايجاد مي شود. گويا بعد از بِيس براي چند دهم ثانيه هيچ صدايي از دستگاه خارج نمي شود. علت ايجاد اين اختلال ها چيست؟
در واقع اين زمان يک صدم زمان معادل در موج بيس است. يعني در زمان پخش موج بيس زماني معادل 100 برابر مقدار زمان لازم براي پخش تريبل بلندگو، اشغال مي شود و در اين زمان هيچ موج ديگري امکان پخش ندارد و اين خود باعث از بين رفتن موج هاي ديگر هنگام پخش بيس مي شود. البته نبايد از اثري که موج بيس بر روي پرده ديافراگم بلندگو مي گذارد غافل بود.
وقتي موجي با فرکانس حدود 100 هرتز و با دامنه اي بالاتر از ساير امواج موسيقي به بلندگو مي رسد، پرده ديافراگم به شدت به لرزه در مي آيد و بلندگو در اين حالت شديدترين ارتعاش (از نظر بالا بودن دامنه) را تجربه مي کند. در اثر ارتعاش ناشي از موج بيس، پرده همچنان مرتعش مي ماند و به مرور ميزان ارتعاش کم مي شود تا دامنه نوسان به دامنه ساير موج هاي موسيقي برسد و ارتعاش پرده تحت کنترل سيگنال هاي جديد قرار گيرد.
به عبارت ديگر با رسيدن يک سيگنال با دوره تناوب 10 ميلي ثانيه اي به دو سر بلندگو، نوعي جاروب سيگنالي اتفاق مي افتد و تمام سيگنال هاي با فرکانس بيشتر را در خود حل مي کند دقيقاً مانند اتفاقي که بر روي سطح دريا در زمان وقوع سونامي روي مي دهد و موج سونامي موج هاي کوچکتر را محو مي کند. گفتني است تمام اتفاقات فوق در يک بلندگو در زماني حدود چند ميلي ثانيه اتفاق مي افتند.
علت کم شدن نور لامپ دستگاه هنگام پخش کوب (بيس) اين است که چون فرکانس در کوب بسيار کم است، سيگنال به حالت جريان مستقيم نزديک تر و والتاژ به دو سر بلندگو زمان بيشتري اعمال مي شود و با بالا بودن دامنه سيگنال، توان دستگاه به چالش کشيده مي شود و با قرار گرفتن ميزان مصرف الکتريکي بلندگو در حالت ماکزيمم، دستگاه پخش کننده به نقطه اوج جريان خروجي خود مي رسد و تمام جريان الکتريکي براي تأمين قدرت ارتعاش به سمت بلندگو مي رود و لامپ با افت ولتاژ روبه رو شده و نورش کم مي شود.
در حالتي که صدا بسته به فرکانس از چند خروجي خارج مي شود سيستم صوتي وظيفه تفکيک صوت بر حسب فرکانس را بر عهده دارد و با استفاده از يک فيلتر پايين گذر فرکانس هاي پايين تر از حدي مشخص (فرکانس کوب) را جدا کرده و پس از تقويت آنها، فرکانس هاي تقويت شده را به بلندگوهاي مخصوص پخش بيس مي فرستد و به همين صورت با استفاده از يک فيلتر بالا گذر فرکانس هاي بالاتر از يک حد خاص (فرکانس تريبل) را جدا کرده و با تقويتي جداگانه به سمت خروجي مربوط هدايت مي کند و در اين حالت فرکانسي که باقي مي ماند پس از تقويت به سمت خروجي هاي معمولي مي رود.
شما اگر هنگام پخش موسيقي بلندگوي مربوط به بيس را از مدار خارج کنيد متوجه خواهيد شد که ديگر بيسي پخش نمي شود و يا در حالتي خاص بيس با شدتي بسيار پايين و ضعيف از بلندگوهاي ديگر پخش مي شود و در حالت برعکس هم هيچ صداي معمولي از خروجي بيس پخش نمي شود.
براي داشتن بالاترين حد کيفيت صدا در خروجي بلندگوها محاسبات پيچيده اي وجود دارد. به اين صورت که با توجه به شدت صدايي که مي خواهيم داشته باشيم مقدار توان خروجي بلندگوها (دسي بل خروجي) را بررسي مي کنند، سپس با توجه به توان خروجي و مقدار اهم داخلي بلندگو حداکثر مقدار دامنه سيگنال (ولتاژ) را محاسبه مي کنند و با توجه به آن و با توجه به مقدار دامنه سيگنال اوليه، مقدار تقويت تعريف مي شود و با در نظر گرفتن ميزان تقويت خواسته شده، مدار دستگاه تقويت کننده را طراحي مي کنند.
گفتني است در اين مطلب براي تفهيم ساده تر موضوع، فرکانس ها جدا جدا فرض شده و مورد بررسي قرار گرفته است. در صورتي که اين فرکانس ها و اصوات در يک موسيقي امواجي هستند که بر روي هم سوار شده اند يعني صداهايي که ما مي شنويم يک سيگنال سينوسي سرشار از هارمونيک است و هزاران سيگنال ديگر با فرکانس هاي مختلف را در خود دارد و به همين دليل در حالت معمولي صداي بيس، تريبل و خواننده همزمان شنيده مي شوند.
منبع: نشريه دانشمند، شماره 582.
امروزه اين دستگاه هاي جديد با استقبال گسترده مردم روبه رو شده و به عنوان لوازم اوليه و ضروري زندگي در اکثر خانه ها وجود دارد.
از جمله محصولات جديد که با اقبال عمومي مواجه شده و به ويژه در بين جوانان، علاقه مندان فراواني دارد، دستگاه هاي پخش موسيقي و صوت است. جوانان علاقه مند به اين دستگاه ها غالباً ترجيح مي دهند که نواهاي مورد نظر خود را با کيفيت بالا و با استفاده همزمان از چندين بلندگو بشنوند. صدا در صنعت سينما نيز نقشي اساسي دارد و دست اندرکاران توليد فيلم مي کوشند در توليد فيلم از فناوري هايي استفاده کنند که امکان توليد صدايي با کيفيت تر و مطلوب تر را دارد. پخش فيلم با صداي دالبي يکي از کاربردهاي رايج اين نوع محصولات است. کيفيت بالاي دستگاه هاي صورتي به نواي موسيقي و آهنگ نوازندگان ارکستر و يا حتي تک نوازي و تک خواني نيز طنين دلنشين تري مي دهد.
در مقاله اي که پيش رو داريد توان الکتريکي در دستگاه هاي پخش صوت و نحوه پردازش و توليد سيگنال صوت و عملکرد آنها هنگام پخش از جهت فني بررسي و تحليل شده است.
صدا چيست؟
اين ارتعاش ها به صورت سينوسي به وجود مي آيند و به همان حالت سينوسي نيز در هوا بين مولکول ها جابه جا مي شوند.
به تعداد اين ارتعاش ها (نوسان ها) در يک ثانيه، "فرکانس" مي گويند و با واحد "هرتز" بيان مي کنند.
صوت مي تواند از صفر تا بي نهايت ارتعاش در ثانيه داشته باشد
به بيان ديگر بازه فرکانس صوت کران بالا ندارد اما از پايين به صفر محدود مي شود در عين حال خودِ مقدارِ صفر را هم نمي تواند اختيار کند (صدايي با فرکانس صفر يعني سکوت).
محدوده شنوايي انسان
چون حرکت صوت در هوا ماهيت سينوسي دارد پس از مدار پخش کننده هاي موسيقي بايد يک تقويت کننده سيگنال هاي سينوسي باشد که بتواند صدايي سينوسي و قوي در هوا توليد کند.
ماهيت صوت و نحوه ايجاد صدا در دستگاه هاي الکترونيکي
صدا در هوا با لرزش و ارتعاش مولکول ها ايجاد مي شود و حرکت مي کند اما در مدار الکترونيکي صدا به صورت سيگنال هاي متناوب توليد مي شود و نوسان در ولتاژ سيگنال باعث ايجاد جريان الکترونيکي و در نهايت ايجاد صوت مي گردد. براي دانستن اينکه اين نوسان ولتاژ و جريان چگونه به صدا تبديل مي شوند، بايد ساختار بلندگوها را بشناسيم.
بلندگو از يک آهن رباي دائم، يک سيم پيچ در مجاورت آهن ربا و پرده ديافراگم تشکيل شده است که متصل به سيم پيچ بوده و با ارتعاش سيم پيچ مرتعش مي شود. اين ولتاژ متناوب، با قرار گرفتن در دو سر بلندگو موجب عبور جريان از سيم پيچ مي شود و با عبور جريان از سيم پيچ ميدان مغناطيسي حول سيم، ايجاد مي شود.
تقابل اين ميدان مغناطيسي با ميدان مغناطيسي آهن ربا باعث ايجاد دافعه و جاذبه بين سيم پيچ و آهن ربا و ارتعاش سيم پيچ مي شود. اين ارتعاش، پرده ديافراگم را هم مرتعش مي کند و پرده نيز با نوسان خود موجب ارتعاش مولکول هاي هواي روبه روي خود مي شود و به اين ترتيب صدا به وجود مي آيد.
براي کم يا زياد شدن حجم صدا (ولوم)، دامنه سيگنالِ (ولتاژ) موجِ متناوب را تغيير مي دهند. حجم صدا با دامنه سيگنال رابطه مستقيم دارد و با تغيير فرکانس نوسان در سيگنال خروجي، ميزان ارتعاش پرده ديافراگم نيز دستخوش تغيير مي شود که زيري و بمي صداي خروجي را به دنبال خواهد داشت هرچه فرکانس بيشتر شود صدا به سمت زيرتر شدن و سوت ميل مي کند و با کمتر شدن نوسان صدا بم تر مي شود.هنگام پخش صدا چه اتفاقي در بلندگو مي افتد؟
طبق قانون اهم اگر به دو سر رسانايي با مقاومت معلوم ولتاژ اعمال شود از آن جرياني معادل خارج قسمت تقسيم ولتاژ بر مقاومت رسانا مي گذرد. در مبحث توان الکتريکي، قدرت جريان دهي منبع و جريان کشي مصرف کننده مطرح است. هرچه اين جريان کشي (به
نسبت دامنه سيگنال و اهم سيم پيچ) در بلندگو بيشتر باشد ميدان مغناطيسي شديدتري در بلندگو ايجاد مي شود که در تقابل با ميدان آهن ربا ارتعاش شديدتر سيم پيچ و پرده را به دنبال خواهد داشت و صداي خروجي بلندتري خواهيم شنيد.
در اين حالت و در صورتي که مقدار مقاومت سيم پيچ و توان بلندگو کمتر از قدرت خروجي دستگاه باشد، در زمان بالا بودن حجم صداي خروجي بلندگو در پخش تمام سيگنال خروجي ناتوان خواهد شد و قسمتي از سيگنال سينوسي صوت برش مي خورد که اين موضوع در وهله اول از کيفيت صدا مي کاهد و در صورت ادامه يافتن و بالاتر رفتن حجم صدا مي تواند موجب سوختن سيم پيچ شود.
اگر يک بلندگوي قوي انتخاب شود سيگنال هم بايد دامنه لازم را براي تأثير گذاري مطلوب بر بلند گو داشته باشد. براي اين کار مدار تقويت کننده بايد مقاومت خروجي کم و بهره تقويت بالايي داشته باشد. مقاومت خروجي کم براي قدرت جريان دهي بالاتر مناسب است چون جريان بيشتري از آن عبور مي کند و بالعکس.
حال که با ماهيت صوت در هوا و مدار الکترونيکي و نحوه انتخاب و طراحي بلندگو و تقويت کننده صوتي آشنا شديم عملکرد مدار و بلندگو حين پخش موسيقي را بررسي مي کنيم.
گفته شد که براي پخش صدا از بلندگو، سيگنالي با دامنه و فرکانس مناسب از مدار به بلندگو مي رسد و بلندگو آن را به صوت تبديل مي کند. اين موضوع هميشه در عمل به همين راحتي اتفاق نمي افتد چون بلندگو و مدار در فرکانس ها و دامنه هاي خاص، عملکردي خاص پيدا مي کنند که شايد چندان مطلوب نباشد. به عنوان مثال ممکن است بلندگو هنگام پخش با صداي بلند به خِر خِر بيفتد و يا هنگام پخش بِيس (کوبِ صدا) احساس شود که در اين حالت لحظه اي صدا خورده مي شود و يا لامپ هاي کوچک تعبيه شده روي سيستم ها همزمان با صداي بِيس چشمک مي زنند. در حالتي ديگر ممکن است مدار يا بلندگو اصطلاحاً بسوزد. دانستن دلايل اين مسايل مي تواند در نحوه استفاده ما از اين دستگاه ها مؤثر باشد. قبل از پرداختن به اين مطالب مختصري درباره تقسيم بندي فرکانسي در موسيقي بدانيم.
در دستگاه هاي قديمي براي پخش فرکانس هاي مختلف موسيقي از يک بلندگو استفاده مي شد. ولي امروزه فرکانس ها را براي پخش و طراحي بلندگوي خروجي به سه دسته فرکانس هاي بالايي مياني و پاييني تقسيم مي کنند.
منظور از فرکانس مياني همان محدوده فرکانسي است که صداي انسان در آن قرار دارد. صدايي که نه زير است نه بم و تمام بلندگوها و اسپيکرها و ساير ادوات خروجي صدا توانايي پخش آن را دارند.
فرکانس هاي بالايي همان صداي تيز و زيري (تريبل) است که در اکثر شاخه هاي موسيقي به ويژه موسيقي هاي تکنو استفاده مي شود. با توجه به اينکه کران بالاي شنوايي انسان به فرکانس 20 هزار هرتز مي رسد ولي تريبل به حدود 10 هزار تا 15 هزار هرتز که در اکولايزرها نيز وجود دارد، اطلاق مي شود و چون فرکانس اين گونه صداها خيلي بالاتر از فرکانس اصوات معمولي است براي ارتقاي کيفيت و جلوگيري از تداخل اصوات از خروجي جداگانه استفاده مي شود.
کران پايين بازه شنوايي 20 هرتز است ولي در تنظيم اکولايزرها حداقل فرکانس به 100 هرتز محدود مي شود. به اصواتي که در اين حدود فرکانس قرار دارند بِيس و يا کوبِ صدا مي گويند که صدايي فوق العاده بم هستند و در صورتي که براي پخش اين فرکانس بلندگويي جدا در نظر گرفته نشود تداخل و افت کيفيت صداي خروجي کاملاً ملموس خواهد بود.
چون اگر تمام فرکانس ها با دامنه يکسان پخش شوند در عمل صداي کوب شنيده نخواهد شد لذا براي پخش بهتر دامنه ها را متفاوت ايجاد مي کنند. يعني دامنه صداي تريبل، صداي خواننده و کوب در يک محدوده قرار نخواهد گرفت. معمولاً دامنه صداي کوب را بالاتر در نظر مي گيرند تا هنگام پخش تمام صداي خروجي را تحت الشعاع قرار دهد و به گوش شنونده هم زيباتر به نظر برسد. شايد براي شما هم پيش آمده باشد که وقتي در حال شنيدن آهنگي هستيد و صداي دستگاه را زياد مي کنيد منبع تغذيه به تدريج داغ شود و يا لامپ کوچک روي دستگاه هنگام پخش کوب صدا (بيس) با ولوم زياد، به خاموشي نزديک مي شود و يا پس از پخشِ کوب، حالت سکوت ايجاد مي شود. گويا بعد از بِيس براي چند دهم ثانيه هيچ صدايي از دستگاه خارج نمي شود. علت ايجاد اين اختلال ها چيست؟
بررسي چگونگي ايجاد تداخل
در واقع اين زمان يک صدم زمان معادل در موج بيس است. يعني در زمان پخش موج بيس زماني معادل 100 برابر مقدار زمان لازم براي پخش تريبل بلندگو، اشغال مي شود و در اين زمان هيچ موج ديگري امکان پخش ندارد و اين خود باعث از بين رفتن موج هاي ديگر هنگام پخش بيس مي شود. البته نبايد از اثري که موج بيس بر روي پرده ديافراگم بلندگو مي گذارد غافل بود.
وقتي موجي با فرکانس حدود 100 هرتز و با دامنه اي بالاتر از ساير امواج موسيقي به بلندگو مي رسد، پرده ديافراگم به شدت به لرزه در مي آيد و بلندگو در اين حالت شديدترين ارتعاش (از نظر بالا بودن دامنه) را تجربه مي کند. در اثر ارتعاش ناشي از موج بيس، پرده همچنان مرتعش مي ماند و به مرور ميزان ارتعاش کم مي شود تا دامنه نوسان به دامنه ساير موج هاي موسيقي برسد و ارتعاش پرده تحت کنترل سيگنال هاي جديد قرار گيرد.
به عبارت ديگر با رسيدن يک سيگنال با دوره تناوب 10 ميلي ثانيه اي به دو سر بلندگو، نوعي جاروب سيگنالي اتفاق مي افتد و تمام سيگنال هاي با فرکانس بيشتر را در خود حل مي کند دقيقاً مانند اتفاقي که بر روي سطح دريا در زمان وقوع سونامي روي مي دهد و موج سونامي موج هاي کوچکتر را محو مي کند. گفتني است تمام اتفاقات فوق در يک بلندگو در زماني حدود چند ميلي ثانيه اتفاق مي افتند.
علت کم شدن نور لامپ دستگاه هنگام پخش کوب (بيس) اين است که چون فرکانس در کوب بسيار کم است، سيگنال به حالت جريان مستقيم نزديک تر و والتاژ به دو سر بلندگو زمان بيشتري اعمال مي شود و با بالا بودن دامنه سيگنال، توان دستگاه به چالش کشيده مي شود و با قرار گرفتن ميزان مصرف الکتريکي بلندگو در حالت ماکزيمم، دستگاه پخش کننده به نقطه اوج جريان خروجي خود مي رسد و تمام جريان الکتريکي براي تأمين قدرت ارتعاش به سمت بلندگو مي رود و لامپ با افت ولتاژ روبه رو شده و نورش کم مي شود.
در حالتي که صدا بسته به فرکانس از چند خروجي خارج مي شود سيستم صوتي وظيفه تفکيک صوت بر حسب فرکانس را بر عهده دارد و با استفاده از يک فيلتر پايين گذر فرکانس هاي پايين تر از حدي مشخص (فرکانس کوب) را جدا کرده و پس از تقويت آنها، فرکانس هاي تقويت شده را به بلندگوهاي مخصوص پخش بيس مي فرستد و به همين صورت با استفاده از يک فيلتر بالا گذر فرکانس هاي بالاتر از يک حد خاص (فرکانس تريبل) را جدا کرده و با تقويتي جداگانه به سمت خروجي مربوط هدايت مي کند و در اين حالت فرکانسي که باقي مي ماند پس از تقويت به سمت خروجي هاي معمولي مي رود.
شما اگر هنگام پخش موسيقي بلندگوي مربوط به بيس را از مدار خارج کنيد متوجه خواهيد شد که ديگر بيسي پخش نمي شود و يا در حالتي خاص بيس با شدتي بسيار پايين و ضعيف از بلندگوهاي ديگر پخش مي شود و در حالت برعکس هم هيچ صداي معمولي از خروجي بيس پخش نمي شود.
براي داشتن بالاترين حد کيفيت صدا در خروجي بلندگوها محاسبات پيچيده اي وجود دارد. به اين صورت که با توجه به شدت صدايي که مي خواهيم داشته باشيم مقدار توان خروجي بلندگوها (دسي بل خروجي) را بررسي مي کنند، سپس با توجه به توان خروجي و مقدار اهم داخلي بلندگو حداکثر مقدار دامنه سيگنال (ولتاژ) را محاسبه مي کنند و با توجه به آن و با توجه به مقدار دامنه سيگنال اوليه، مقدار تقويت تعريف مي شود و با در نظر گرفتن ميزان تقويت خواسته شده، مدار دستگاه تقويت کننده را طراحي مي کنند.
گفتني است در اين مطلب براي تفهيم ساده تر موضوع، فرکانس ها جدا جدا فرض شده و مورد بررسي قرار گرفته است. در صورتي که اين فرکانس ها و اصوات در يک موسيقي امواجي هستند که بر روي هم سوار شده اند يعني صداهايي که ما مي شنويم يک سيگنال سينوسي سرشار از هارمونيک است و هزاران سيگنال ديگر با فرکانس هاي مختلف را در خود دارد و به همين دليل در حالت معمولي صداي بيس، تريبل و خواننده همزمان شنيده مي شوند.
منبع: نشريه دانشمند، شماره 582.
/ج
